專利名稱：晶片加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及晶片加工方法，該晶片加工方法在晶片上從基板的背面?zhèn)日丈涿}沖激光光線，從而形成到達(dá)焊盤的通孔，上述晶片在基板的表面上形成有多個器件，并且在器件上形成有焊盤。

背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造工序中，在為大致圓板形狀的半導(dǎo)體晶片的表面上，通過排列成格子狀的被稱為間隔道的分割預(yù)定線，劃分出多個區(qū)域，在該劃分出的區(qū)域上形成有IC(Integrated Circuit集成電路)、LSI(large scale integration大規(guī)模集成電路)等器件。并且，通過沿著間隔道切斷半導(dǎo)體晶片，來分割形成有器件的區(qū)域，從而制造出一個個半導(dǎo)體芯片。
為了實現(xiàn)裝置的小型化、高性能化，如下這樣的模塊結(jié)構(gòu)已經(jīng)被實際應(yīng)用層疊多個半導(dǎo)體芯片，并將層疊而成的半導(dǎo)體芯片的焊盤連接起來。該模塊結(jié)構(gòu)是這樣的結(jié)構(gòu)在構(gòu)成半導(dǎo)體晶片的基板的表面上形成多個器件，并且在該器件上形成有焊盤，從基板的背面?zhèn)龋谛纬捎性摵副P的部位上貫穿設(shè)置到達(dá)焊盤的細(xì)孔(通孔)，在該通孔內(nèi)填充與焊盤連接的鋁、銅等導(dǎo)電性材料(例如參照專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1日本特開2003-163323號公報 形成在上述半導(dǎo)體晶片上的通孔通常是通過鉆頭來形成的。然而設(shè)置在半導(dǎo)體晶片上的通孔直徑為小達(dá)100～300μm，如果通過鉆頭進(jìn)行穿孔，在生產(chǎn)效率方面并不一定能夠得到滿足。并且，上述焊盤的厚度在1μm左右，為了在不使焊盤破損的情況下僅在形成晶片的硅等的基板上形成通孔，就需要極為精密地控制鉆頭。
為了解決上述課題，本申請人在日本專利申請?zhí)卦?005-249643號中提出了這樣的晶片穿孔方法在晶片上從基板的背面?zhèn)日丈涿}沖激光光線，從而高效地形成到達(dá)焊盤的通孔，上述晶片在基板的表面上形成有多個器件，并且在該器件上形成有焊盤。
優(yōu)選的是將用于上述晶片穿孔方法的脈沖激光光線的能量密度設(shè)定為可以高效地對晶片的基板進(jìn)行散射(飛散)加工(燒蝕加工)，但不會對焊盤進(jìn)行散射加工。并且，為了在晶片的基板上形成到達(dá)焊盤的通孔，需要照射40～80脈沖的脈沖激光光線。當(dāng)這樣對晶片的基板照射40～80脈沖的脈沖激光光線來形成到達(dá)焊盤的通孔，則由于脈沖激光光線的照射而產(chǎn)生的熱會蓄積，若焊盤的厚度變薄為1μm左右，則會存在焊盤熔融導(dǎo)致開孔的問題。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述實際情況而完成的，其主要的技術(shù)課題在于提供一種晶片加工方法，其可于不在焊盤上開孔的情況下在晶片的基板上形成到達(dá)焊盤的通孔。
為了解決上述主要的技術(shù)課題，根據(jù)本發(fā)明，提供一種晶片加工方法，其是在晶片上從硅基板的背面?zhèn)日丈涿}沖激光光線，從而形成到達(dá)焊盤的通孔的晶片加工方法，上述晶片在硅基板的表面上形成有多個器件，并且在器件上形成有焊盤，其特征在于，焊盤的厚度被設(shè)定為大于等于5μm，脈沖激光光線被設(shè)定成波長為355nm，每一脈沖的能量密度是20～35J/cm2。
優(yōu)選的是上述焊盤由金、鎳、鈦、鉭(タンタレ一ト)、鈷、鎢、銅之中的任一種構(gòu)成。
在本發(fā)明的晶片加工方法中，將脈沖激光光線的每一個脈沖的能量密度設(shè)定為可對硅基板進(jìn)行散射加工但不會對焊盤進(jìn)行散射加工的20～35J/cm2，并且將焊盤的厚度設(shè)定為大于等于5μm，因而能夠于不在焊盤上開孔的情況下在硅基板上形成到達(dá)焊盤的通孔。



圖1是作為利用本發(fā)明的晶片加工方法進(jìn)行加工的晶片的半導(dǎo)體晶片的立體圖。
圖2是用于實施本發(fā)明的晶片加工方法的激光加工裝置的主要部分立體圖。
圖3是安裝在圖2所示的激光加工裝置上的激光光線照射單元的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4是本發(fā)明的晶片加工方法中的通孔形成工序的說明圖。
圖5是通過實施本發(fā)明的晶片加工方法中的通孔形成工序，而形成有通孔的半導(dǎo)體晶片的局部放大剖面圖。
標(biāo)號說明 2半導(dǎo)體晶片；21半導(dǎo)體晶片的基板；22間隔道；23器件；24焊盤；25通孔；3激光加工裝置；31激光加工裝置的卡盤工作臺；32激光光線照射單元；324聚光器。

具體實施例方式 下面參照附圖更為詳細(xì)地說明本發(fā)明的通孔加工方法。
圖1表示出了作為利用本發(fā)明的通孔加工方法進(jìn)行加工的晶片的半導(dǎo)體晶片2的立體圖。在圖1所示的半導(dǎo)體晶片2中，通過排列為格子狀的多個間隔道22，在厚度例如為100μm的、由硅形成的基板21的表面21a上劃分出多個區(qū)域，在該劃分出的區(qū)域中分別形成有IC、LSI等器件23。這些各器件23都為相同的結(jié)構(gòu)。在器件23的表面上分別形成有多個焊盤24。優(yōu)選該焊盤24使用作為熔點高而吸熱性較低的金屬的金(Au熔點為1769℃)、鎳(Ni熔點為1453℃)、鈦(Ti熔點為1660℃)、鉭(Ta熔點為2996℃)、鈷(Co熔點為1495℃)、鎢(W熔點為3410℃)、銅(Cu熔點為1083℃)，并將其厚度設(shè)定為大于等于5μm。并且，雖然通常由1μm左右的鋁(Al熔點為660℃)來形成焊盤，但也可以通過蒸鍍等來層疊上述熔點高而吸熱性較低的金屬，并將厚度形成為大于等于5μm。
在上述半導(dǎo)體晶片2上，從硅基板21的背面21b側(cè)照射脈沖激光光線，從而貫穿設(shè)置到達(dá)焊盤24的通孔。為了在該半導(dǎo)體晶片2的硅基板21上貫穿設(shè)置通孔，要使用圖2和圖3所示的激光加工裝置3來進(jìn)行實施。圖2和圖3所示的激光加工裝置3具備保持被加工物的卡盤工作臺31；以及向保持在該卡盤工作臺31上的被加工物照射激光光線的激光光線照射單元32?？ūP工作臺31構(gòu)成為抽吸保持被加工物，通過未圖示的加工進(jìn)給機(jī)構(gòu)，可使卡盤工作臺31沿著圖2中用箭頭X表示的加工進(jìn)給方向移動，并且通過未圖示的分度進(jìn)給機(jī)構(gòu)、可使卡盤工作臺31沿著圖2中用箭頭Y表示的分度進(jìn)給方向移動。
上述激光光線照射單元32包含實際上水平配置的圓筒形狀的殼體321。如圖3所示，在殼體321內(nèi)配設(shè)有脈沖激光光線振蕩單元322和輸出調(diào)整單元323。脈沖激光光線振蕩單元322由下列部分構(gòu)成通過YAG激光振蕩器或者YVO4激光振蕩器構(gòu)成的脈沖激光光線振蕩器322a；以及附設(shè)在脈沖激光光線振蕩器322a上的重復(fù)頻率設(shè)定單元322b。上述輸出調(diào)整單元323把從脈沖激光光線振蕩單元322振蕩出的脈沖激光光線的輸出調(diào)整為期望的輸出。這些脈沖激光光線振蕩單元322和輸出調(diào)整單元323由未圖示的控制單元進(jìn)行控制。在上述殼體321的前端部上安裝有容納了聚光透鏡(未圖示)的聚光器324，該聚光透鏡由其自身可為公知方式的組透鏡構(gòu)成。該聚光器324把從上述脈沖激光光線振蕩單元322振蕩出的脈沖激光光線會聚成預(yù)定的聚光點直徑，并將其照射向保持于上述卡盤工作臺31上的被加工物。
圖中示出的激光加工裝置3具有安裝在殼體321的前端部上的攝像單元33，其中該殼體321構(gòu)成上述激光光線照射單元32。該攝像單元33除了利用可視光線來進(jìn)行攝像的通常的攝像元件(CCD)之外，還由如下部分構(gòu)成向被加工物照射紅外線的紅外線照明單元；捕捉由該紅外線照明單元照射的紅外線的光學(xué)系統(tǒng)；以及輸出與由該光學(xué)系統(tǒng)捕捉到的紅外線對應(yīng)的電信號的攝像元件(紅外線CCD)等，該攝像單元33將攝像得到的圖像信號發(fā)送給未圖示的控制單元。
下面說明使用上述圖2和圖3所示的激光加工裝置3，在上述圖1所示的半導(dǎo)體晶片2的硅基板21上形成到達(dá)焊盤24的通孔的晶片加工方法。
首先如圖2所示，把半導(dǎo)體晶片2的表面2a載置在激光加工裝置3的卡盤工作臺31上，在卡盤工作臺31上抽吸保持半導(dǎo)體晶片2。從而，半導(dǎo)體晶片2以背面21b朝上地被保持住。
如上所述，抽吸保持了半導(dǎo)體晶片2的卡盤工作臺31通過未圖示的加工進(jìn)給機(jī)構(gòu)被定位在攝像單元33的正下方。當(dāng)卡盤工作臺31被定位在攝像單元33的正下方時，卡盤工作臺31上的半導(dǎo)體晶片2就成為定位于預(yù)定的坐標(biāo)位置的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，實施形成在保持于卡盤工作臺31的半導(dǎo)體晶片2上的格子狀的間隔道22是否與X方向和Y方向平行地配置的對準(zhǔn)作業(yè)。即，通過攝像單元33來拍攝保持在卡盤工作臺31上的半導(dǎo)體晶片2，并執(zhí)行圖案匹配等圖像處理來進(jìn)行對準(zhǔn)作業(yè)。此時，半導(dǎo)體晶片2的形成有間隔道22的基板21的表面21a位于下側(cè)，但由于攝像單元33如上所述具有由紅外線照明單元、捕捉紅外線的光學(xué)系統(tǒng)以及輸出與紅外線對應(yīng)的電信號的攝像元件(紅外線CCD)等構(gòu)成的攝像單元，所以能夠從基板21的背面21b透射拍攝間隔道22。
通過實施上述的對準(zhǔn)作業(yè)，保持在卡盤工作臺31上的半導(dǎo)體晶片2被定位在預(yù)定的坐標(biāo)位置上。另外，在半導(dǎo)體晶片2的硅基板21的表面21a上形成有器件23，關(guān)于在該器件23上形成的多個焊盤24，其設(shè)計上的坐標(biāo)位置預(yù)先保存在激光加工裝置3的未圖示的控制單元中。
在實施了上述的對準(zhǔn)作業(yè)之后，如圖4所示，移動卡盤工作臺31，將在半導(dǎo)體晶片2的基板21上沿預(yù)定方向形成的多個器件23中的、位于圖4最左端的器件23定位在聚光器324的正下方。然后，將形成在圖4最左端的器件23上的多個焊盤24中的、最左端的焊盤24定位在聚光器324的正下方。
接著，實施通孔形成工序使激光光線照射單元32動作，由聚光器324從基板21的背面21b側(cè)照射脈沖激光光線，在基板21上形成從背面21b到達(dá)焊盤24的通孔。此時把脈沖激光光線的聚光點P對準(zhǔn)基板21的背面21b(上表面)附近。而且，優(yōu)選的是，進(jìn)行照射的激光光線，使用對硅基板21具有吸收性的波長(355nm)的脈沖激光光線，脈沖激光光線的每一脈沖的能量密度設(shè)定為可對硅基板21進(jìn)行散射加工(燒蝕加工)，但不會對由金屬構(gòu)成的焊盤24進(jìn)行散射加工的20～35J/cm2。即，脈沖激光光線的每一脈沖為20J/cm2的能量密度是可以對硅基板進(jìn)行散射加工的下限值，脈沖激光光線的每一脈沖為35J/cm2的能量密度是不會對由金屬構(gòu)成的焊盤進(jìn)行散射加工的上限值。
當(dāng)從硅基板21的背面21b側(cè)照射每一脈沖的能量密度為35J/cm2的脈沖激光光線時，可以通過1個脈沖的脈沖激光光線形成2μm深的孔。因此，當(dāng)硅基板21的厚度為100μm時，通過照射50脈沖的脈沖激光光線，可以如圖5所示，在硅基板21上形成從背面21b到達(dá)表面21a、即到達(dá)焊盤24的通孔25。而且，在使用每一脈沖的能量密度為20J/cm2的脈沖激光光線的情況下，通過向厚度為100μm的基板21照射80脈沖的脈沖激光光線，可以如圖5所示，在硅基板21上形成從背面21b到達(dá)表面21a、即到達(dá)焊盤24的通孔25。
可是，即便如上所述將脈沖激光光線每一脈沖的能量密度設(shè)定為可以對硅基板21進(jìn)行散射加工(燒蝕加工)，但不會對由金屬構(gòu)成的焊盤24進(jìn)行散射加工的20～35J/cm2，如果焊盤24的厚度如同以往那樣為1μm左右，則由于在加工硅基板21時蓄積的熱以及脈沖激光光線的照射，會使焊盤24熔融，導(dǎo)致開孔。然而，圖中所示的實施方式中的焊盤24由于如上所述是由熔點高的金屬形成的，而且厚度被設(shè)定為大于等于5μm，所以即使實施上述的通孔形成工序，也不會導(dǎo)致開孔。
[實施例] 在晶片上在厚度為100μm的硅基板的表面上形成有厚度為1μm的由鋁構(gòu)成的焊盤，在由鋁構(gòu)成的焊盤的表面上通過蒸鍍層疊有厚度為5μm的金(Au)。從這樣形成的晶片的背面?zhèn)仍谙率龅募庸l件下實施上述通孔形成工序。
激光光線的光源YAG激光器 波長355nm 重復(fù)頻率10kHz 每一脈沖的能量密度35J/cm2 點直徑φ80μm 照射脈沖數(shù)50脈沖 通過該加工條件來實施上述通孔形成工序的結(jié)果是，能夠于不在焊盤上開孔的情況下在硅基板上形成到達(dá)焊盤的通孔。
權(quán)利要求
1.一種晶片加工方法，其是在晶片上從硅基板的背面?zhèn)日丈涿}沖激光光線，從而形成到達(dá)焊盤的通孔的晶片加工方法，上述晶片在硅基板的表面上形成有多個器件，并且在器件上形成有焊盤，其特征在于，
焊盤的厚度被設(shè)定為大于等于5μm，
脈沖激光光線被設(shè)定成波長為355nm，每一脈沖的能量密度是20～35J/cm2。
全文摘要
本發(fā)明提供一種晶片加工方法，該晶片加工方法可于不在焊盤上開孔的情況下在晶片的基板上形成到達(dá)焊盤的通孔。該晶片加工方法是這樣的晶片加工方法在晶片上從硅基板的背面?zhèn)日丈涿}沖激光光線，從而形成到達(dá)焊盤的通孔，其中上述晶片在硅基板的表面上形成有多個器件，并且在器件上形成有焊盤，焊盤的厚度被設(shè)定為大于等于5μm，脈沖激光光線被設(shè)定成波長為355nm，每一脈沖的能量密度為20～35J/cm2。
文檔編號H01L21/60GK101211801SQ20071019414
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月26日
發(fā)明者森數(shù)洋司 申請人:株式會社迪思科